esposizione in alcuni Paesi
12. Immunotossicità indotta da PFAS
3206
Studi animali e umani suggeriscono che i PFAS causano immunotossicità, alterando 3207
particolarmente l'immunità umorale, cioè la produzione di anticorpi. L'immunotossicità 3208
dei PFAS era ben nota già molto tempo prima che divenissero fonte di preoccupazione a 3209
causa della loro diffusione ubiquitaria nelle matrici ambientali e nei liquidi biologici degli 3210
esseri viventi. Infatti, negli anni 1980, furono proposti diversi composti perfluoroalchilici 3211
come trasportatori artificiali di ossigeno al posto dei concentrati eritrocitari durante gli 3212
interventi di cardiochirurgia a cuore aperto, oppure come veicolo per il trasporto di 3213
farmaci all'interno dell'organismo e di mezzi di contrasto per esami radiologici. Alcune di 3214
queste molecole inducono alterazioni delle risposte immunitarie di vario tipo a seconda 3215
della specie animale e delle condizioni sperimentali, anche se fra le anomalie più 3216
frequenti furono riportate atrofia degli organi immunitari e riduzione della produzione di 3217
IgM (Lowe and Bollands, 1988).
3218
12.1. Studi sugli animali 3219
L’aggiunta di PFOA alla dieta quotidiana per 7-‐10 giorni causò nei topi calo ponderale e 3220
riduzione della massa del timo e della milza. Il timo e la milza erano ridotti del 90% e del 3221
50% rispettivamente, probabilmente a causa della riduzione della proliferazione 3222
cellulare. Nel timo le sottopopolazioni linfocitarie maggiormente compromesse erano i 3223
linfociti T CD4+ e CD8+ immaturi, mentre nella milza risultarono ridotti sia i linfociti T 3224
che i linfociti B. Negli stessi topi fu dimostrato un aumento del peso del fegato ed un 3225
aumento della proliferazione dei perossisomi (Yang et al., 2002a, 2000). In un altro 3226
esperimento, sempre nei topi, fu dimostrata una riduzione della produzione anticorpale 3227
da parte dei linfociti B e della stimolazione dei linfociti T dopo esposizione a 3228
lipopolisaccaride e alla concanavilina, molecole che normalmente attivano la 3229
proliferazione dei linfociti nella milza (Yang et al., 2002b).
3230 3231
Il PFNA nei topi provoca effetti tossici sugli organi linfatici, sui linfociti T e altera la 3232
secrezione di citochine linfocitarie, probabilmente in seguito all'attivazione dei PPARα e 3233
dei PPARγ (Fang et al., 2008). Gli autori di questo studio hanno osservato anche una 3234
riduzione della secrezione di cortisolo e di ormone adrenocorticotropo, suggerendo che 3235
anche l'interferenza con la funzione dell'asse ipotalamo-‐ipofisi-‐surrenale svolga un ruolo 3236
importante nelle alterazioni immunitarie indotte dal PFNA nei topi. Gli autori dello studio 3237
osservarono anche un arresto del ciclo cellulare ed una stimolazione dell'apoptosi nella 3238
milza e nel timo indotte dalla molecola (Fang et al., 2008).
3239
Dopo somministrazione di sei differenti dosi di PFOS per 28 giorni, fu osservato un 3240
aumento dell'attività dei linfociti natural killer solo nei maschi, ed una riduzione della 3241
concentrazione degli anticorpi di classe IgM nel siero. I risultati di questo studio sono 3242
particolarmente interessanti, perché le alterazioni della risposta immunitaria osservate 3243
nei topi, a carico principalmente dei linfociti B, comparvero a concentrazioni ematiche 3244
simili a quelle osservate nelle popolazioni umane costrette ad elevata esposizione al PFOS 3245
(Peden-‐Adams et al., 2008).
3246
Che i linfociti B rappresentino un bersaglio preferenziale del PFOS è suggerito anche da 3247
uno studio che ha valutato gli effetti sullo sviluppo del sistema immunitario nei topi nati 3248
da madre esposte a PFOS durante la gravidanza. Gli autori osservarono la comparsa di 3249
deficit immunitari congeniti e della produzione di anticorpi nei topi adulti nati da madri 3250
che erano state nutrite con PFOS fra il primo e il diciassettesimo giorno di gravidanza; le 3251
alterazioni più importanti furono una significativa riduzione della funzione dei linfociti 3252
natural killer e la riduzione della produzione di IgM a partire dall'ottava settimana di vita 3253
post natale. La progenie di sesso maschile presentava effetti tossici più gravi rispetto alle 3254
femmine (Keil et al., 2008)). I risultati di quest'ultimo studio sono stati confermati da altri 3255
autori che hanno nutrito topi con dosi anche più basse, osservando un’inibizione della 3256
risposta immunitaria secondaria ed un aumento della risposta infiammatoria al 3257
lipopolisaccaride (Qazi et al., 2009). L'immunotossicità da PFOS, sembra essere soltanto 3258
parzialmente dipendente dall'attivazione dei PPARα, dal momento che l'epatomegalia 3259
(aumento di volume e del peso del fegato) in questi esperimenti compare anche nei topi 3260
privati (topi knockout) dei PPARα, mentre gli effetti sulla milza sono praticamente non 3261
più evidenti in assenza dei recettori e le alterazioni del timo sono parzialmente 3262
dipendenti dalla presenza dei PPARα (Qazi et al., 2009).
3263
In femmine di topo esposte a diverse concentrazioni di PFOS per 21 giorni, fu osservato 3264
un elevato tasso di mortalità dopo l'infezione con il virus dell'influenza A. Gli autori 3265
osservarono un significativo calo di peso e una mortalità di oltre 50% nei topi trattati 3266
(Guruge et al., 2009).
3267
L'inibizione delle risposte anticorpali dipendenti dai linfociti T, necessarie per la 3268
produzione di anticorpi di classe IgM durante la risposta immunitaria primaria, è stata 3269
osservata in numerosi altri studi in diversi ceppi di topi esposti a PFAS (Dewitt et al., 3270
2008; Fair et al., 2011; L. Zheng et al., 2011).
3271 3272
Per verificare l'ipotesi che PFOA induca immunotossicità simile a quella osservata in 3273
alcuni pazienti con alterazioni neurologiche, Hu et al hanno studiato la sottopopolazione 3274
di linfociti T splenici, alcuni marcatori di auto reattività, i livelli di myelin basic protein 3275
(MBP) e il grado d’infiltrazione linfocitaria cerebrale in ratti adulti esposti a 3276
concentrazioni variabili da 0,02 mg/Kg a 2 mg/Kg di PFOA. Il PFOA fu somministrato per 3277
via orale alle madri dal primo giorno del concepimento fino alla fine dell'allattamento. Il 3278
peso medio della cucciolata esposta a 2 mg/Kg era inferiore del 32% in media e la 3279
percentuale dei linfociti T splenici CD4+CD25+Foxp3+ era ridotto del 22% rispetto ai 3280
controlli. Anche la produzione d’interleuchina-‐10 e i livelli nel siero degli anticorpi anti-‐
3281
ssDNA erano ridotti in media del 26% nei cuccioli di sesso femminile esposti al PFOA. I 3282
risultati di questo studio suggeriscono che l'esposizione durante la gravidanza e nel 3283
periodo perinatale al PFOA altera la risposta linfocitaria T con possibili conseguenze 3284
anche su altri organi e tessuti, sistema nervoso compreso (Hu et al., 2012).
3285 3286
I risultati degli studi condotti negli animali globalmente considerati, dimostrano 3287
chiaramente che PFOA e PFOS influenzano il sistema immunitario, modulando le risposte 3288
infiammatorie, la produzione di citochine, riducendo la sintesi di anticorpi da parte dei 3289
linfociti e il peso degli organi linfatici (DeWitt et al., 2009). Inoltre, prove convincenti 3290
ricavate da studi sperimentali indicano che PFOA influenza le risposte immunitarie IgE 3291
dipendenti, che svolgono un ruolo importante nella patogenesi di malattie allergiche 3292
come l'asma bronchiale.
3293 3294
Che i deficit immunitari osservati negli animali da esperimento siano la conseguenza 3295
dell'azione tossica diretta dei PFAS sul sistema immunitario è confermato dai risultati di 3296
alcuni studi che dimostrano come l'inibizione della sintesi anticorpale non è la 3297
conseguenza dell'epatotossicità né dell'aumentata produzione nelle ghiandole surrenali 3298
di cortisone indotta dallo stress. Risultati a volte contrastanti sono stati ottenuti 3299
utilizzando ceppi di topi diversi, confermando che i risultati degli studi animali non 3300
possono essere trasferiti automaticamente agli esseri umani.
3301
12.2. Studi sugli esseri umani 3302
L'esposizione di leucociti umani in vitro al PFOA inibisce la produzione di interleuchina-‐4 3303
e interleuchina-‐10, citochine essenziali per la regolazione della risposta immunitaria 3304
(Corsini et al., 2012, 2011). L'interferenza con la stimolazione in vitro di diverse 3305
sottopopolazioni leucocitarie umane è stata osservata anche con altri PFAS (Brieger et al., 3306
2011; Corsini et al., 2012, 2011).
3307
Non è chiaro se le alterazioni della risposta immunitaria dimostrabili anche nei leucociti 3308
umani in vitro e in vivo si traducono poi in malattie clinicamente manifeste, per esempio 3309
infezioni, malattie infettive o disordini autoimmunitari nella popolazione esposta (DeWitt 3310
et al., 2011). Un aspetto molto preoccupante che sta emergendo da numerosi studi è che 3311
l’immunotossicità si manifesta, in vitro e in vivo, anche negli esseri umani che sono stati 3312
esposti per decenni a acqua “potabile” contenente PFAS in concentrazioni centinaia di 3313
volte inferiori a quelle permesse negli USA (Grandjean and Budtz-‐Jørgensen, 2013). I 3314
limiti attuali per la contaminazione permessa dell’acqua potabile sono pertanto troppo 3315
condiscendenti agli interessi delle industrie inquinanti e dovrebbero essere abbassati, e di 3316
molto (Grandjean and Budtz-‐Jørgensen, 2013; Post et al., 2012; Villanueva et al., 2013) 3317
3318
Negli studi di popolazione la risposta anticorpale dopo immunizzazione attiva con vaccini 3319
è considerata un parametro surrogato molto valido della risposta immunitaria, 3320
particolarmente nei bambini (Dietert, 2008).
3321 3322
In uno studio condotto nelle isole Faroe le concentrazioni materne durante la gravidanza 3323
di diversi PFAS, soprattutto PFOA e PFOS, risultarono negativamente associate con la 3324
risposta anticorpale al vaccino anti-‐difterite e a quello anti-‐tetano nei bambini vaccinati 3325
fra il quinto e il settimo anno di età, la maggiore soppressione del titolo anticorpale 3326
essendo osservata nei figli nati da madri che avevano durante la gravidanza le più elevate 3327
concentrazioni sieriche di PFAS (Grandjean P et al., 2012).
3328 3329
In una coorte di neonati arruolati nel progetto Taiwan Birth Panel furono correlate le 3330
concentrazioni di PFAS nel cordone ombelicale con le concentrazioni di IgE totali nel siero 3331
all'età di due anni. L'obiettivo principale dello studio era di valutare la prevalenza della 3332
dermatite atopica. Le concentrazioni pre-‐natali di PFOA e PFOS risultarono positivamente 3333
associate con le concentrazioni di IGE nel cordone ombelicale, ma non con la dermatite 3334
atopica (Wang et al., 2011).
3335 3336
In un altro studio (Dong et al., 2013), condotto sempre a Taiwan, in un gruppo di 231 3337
bambini asmatici furono determinate le concentrazioni di 11 PFAS, nove dei quali erano 3338
presenti in circa l'85% dei casi; il composto più abbondante risultò il PFOS, la cui 3339
concentrazione mediana nel siero era di 33,9 ng/mL negli asmatici versus 28,9 ng/mL nei 3340
bambini di controllo. Nei bambini asmatici fu stimato un OR = 1,81 (IC 95% = 102-‐3,23) 3341
per il PFDoA che aumentava ad un valore di 4,05 (IC 95% =, 21-‐7,42) per il PFOA nel 3342
quartile più alto di esposizione ai PFAS. PFOS, PFOA ed altri PFAS erano positivamente 3343
associati con le concentrazioni di IgE sieriche, con il numero assoluto di eosinofili e con la 3344
gravità dell'asma nei bambini asmatici. I risultati di questo studio suggeriscono 3345
un'associazione fra esposizione a PFAS e asma giovanile.
3346
In Norvegia le concentrazioni materne durante la gravidanza di quattro PFAS erano 3347
negativamente associate le concentrazioni di anticorpi anti-‐rosolia determinate nei 3348
bambini all'età di tre anni. Gli autori osservarono un'associazione positiva fra le 3349
concentrazioni materne di PFOA e PFNA e il numero di episodi influenzali e di 3350
gastroenterite nei bambini partecipanti allo studio (Granum et al., 2013).
3351
Nella popolazione C8HP fu osservata una ridotta risposta alla vaccinazione anti-‐
3352
influenzale con una diminuita produzione di anticorpi anti-‐influenzali nei soggetti che 3353
avevano le concentrazioni sieriche più elevate di PFOA, ma non di PFOS, anche se la 3354
frequenza degli episodi influenzali auto-‐riportata risultò simile nei diversi gruppi di 3355
soggetti studiati (Looker et al., 2014).
3356 3357